[發明專利]柵極氧化層制作方法

有效

• 申請號: 200610119560.4
• 申請日: 2006-12-13
• 公開（公告）號: CN101202220A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 陳曉波
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧繼光

技術領域

本發明涉及半導體制造工藝領域，尤其是半導體制造工藝領域中的一種柵極氧化層制作方法。

背景技術

熱載流子注入效應是非常著名的半導體效應。熱載流子是在MOS管漏端附近的強電場作用下具有很高能量的導帶電子或價帶空穴。熱載流子可以通過多種機制注入到MOS管的柵氧化層中，這被稱為熱載流子注入效應。熱載流子注入效應會導致硅與二氧化硅分界面缺陷和二氧化硅內的熱載流子缺陷。熱載流子注入效應對半導體器件的性能存在突出的影響。

以NMOS器件為例，溝道熱電子注入使得溝道熱電子在漏端附近發生碰撞獲得足夠的垂直方向上的動量而進入到柵氧化層。漏雪崩熱載流子注入會產生在漏端附近碰撞離化和雪崩倍增產生的熱電子和熱空穴注入。注入到柵氧化層的熱載流子可以在氧化層中產生陷阱電荷，在器件的硅——二氧化硅界面產成界面態，從而導致器件性能的退化，如閾值電壓的漂移、跨導和驅動電流能力下降、亞閾值電流增加。

熱載流子注入效應會降低N型半導體，如NMOS器件的開啟電流，同時會升高P型半導體，如PMOS器件的關斷電流。熱載流子效應對器件的性能和壽命有著至關重要的重大影響，尤其對于一些特殊制程，由于器件尺寸和注入條件之間的相互制約，使得熱載流子注入效應顯得尤為突出。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種柵極氧化層制作方法，能夠控制熱載流子注入效應的發生，減緩熱載流子注入效應對器件性能的不良影響，從而改善器件性能。

為解決上述技術問題，本發明柵極氧化層制作方法所采用的技術方案是，包括以下步驟：首先，在二氧化硅層上鋪墊一層多晶硅；其次，打開多晶硅刻蝕區域；然后，進行多晶硅刻蝕的過刻，在多晶硅和二氧化硅分界面形成向內缺口；再對多晶硅進行氧化，在第三步中形成的缺口處形成二氧化硅；最后，刻蝕去除覆蓋在多晶硅上的氧化層，在溝道與多晶硅之間形成形成柵極氧化層。

本發明柵極氧化層制作方法，利用過刻刻蝕形成在多晶硅和二氧化硅分界面向內的缺口，在多晶硅的再氧化的過程中，該缺口將全部被二氧化硅填滿，并最終在源漏端形成較中央溝道上方更加厚的氧化層，從而增加器件的漏端柵氧厚度。本發明增加器件了漏端柵氧厚度，從而減小器件漏端的縱向電場強度，控制熱載流子注入效應的發生，減緩熱載流子注入效應對器件性能的不良影響。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為本發明方法流程圖；

圖2至圖5為本發明實施例示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明柵極氧化層制作方法包括以下步驟：首先，如圖2所示，在P型阱上的二氧化硅層，即柵極氧化層上鋪墊一層多晶硅，所鋪墊的二氧化硅厚度依照不同工藝要求在1000埃至3000埃之間。然后，打開多晶硅刻蝕區域，此處采用光刻的方式打開多晶硅刻蝕區域。如圖3所示，利用干法刻蝕在多晶硅刻蝕時在多晶硅和二氧化硅分界面形成向內缺口。依照不同工藝條件不同，該向內缺口在水平方向的進深不超過漏極與溝道襯底分界處。接著，如圖4所示，進行多晶硅再氧化，在多晶硅刻蝕過程中所形成的缺口處形成厚度在30埃至150埃之間的二氧化硅，使柵氧靠近多晶硅兩側二氧化硅比溝道上方中央部分二氧化硅要厚一些，從而增加器件的漏端柵氧厚度。最后，如圖5所示，刻蝕去除覆蓋在多晶硅上的氧化層，在溝道與多晶硅之間形成形成柵極氧化層。

本發明在多晶硅刻蝕時，通過過刻刻蝕形成在多晶硅和二氧化硅分界面向內的缺口，在多晶硅的再氧化的過程中產生的二氧化硅將該缺口全部填滿，并最終在源漏端形成較中央溝道上方更加厚的氧化層，從而增加器件的漏端柵氧厚度。本發明增加器件了漏端柵氧厚度，從而減小器件漏端的縱向電場強度，控制熱載流子注入效應的發生，減緩熱載流子注入效應對器件性能的不良影響。